第二讲 细菌
2018-03-14 11:43阅读：
第一节
细菌的大小和形态
一、细菌的大小
细菌的测量单位为微米（μm），一般球菌直径平均大小为1.0μm，杆菌为1~5
μm× 0.5~1.0 μm。
二、细菌的基本形态和排列方式
细菌的基本形态有球菌、杆菌和螺形菌三种；
1、球菌（coccus,
cocci）：双球菌、链球菌、葡萄球菌；
2、杆菌（bacillus,
bacilli）：长杆菌、短杆菌；
3、螺形菌（spirilla）：弧菌（vibrio）、螺菌（spirillum）。
三、细菌染色法
(一) 单染色法
(二) 复染色法
革兰染色法（
Gram stain
）
经涂片干燥固定后，在标本上先加草酸铵结晶紫染色，然后加路哥碘液媒染，再加95％酒精脱色，最后用沙黄或稀释石炭酸复红复染，结果显示出2种不同颜色，凡细菌呈紫色的称革兰阳性细菌(G+)，呈红色的称革兰阴性细菌(G-)。革兰染色法是最常用的鉴别细菌的染色方法，它在细菌分类，新抗筛选，临床选药等方面均具有重要的意义。
第二节
细菌细胞的结构与功能
一、细菌的基本结构
(一)细胞壁(cell
wall)
细菌细胞壁的化学组成与真核生物的细胞壁有明显的不同。如高等植物细胞壁的主要成分是纤维素，霉菌细胞壁的主要由几丁质组成，而构成细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖(peptidoglycan)，而肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine,
G)、N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic
acid,
M)和短肽侧链聚合而成的多层网状结构的大分子化合物。肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1，4糖苷键连接成骨架，短肽连接在胞壁酸上，相邻的短肽又交叉相连，从而形成网状结构。短肽链的氨基酸组成和交联方式因细菌而异，有的是相邻的短肽直接相连，有的则要通过另一条短肽使相邻的短肽相联。通过革兰染色后可将细菌分为革兰阳性菌(G+)和革兰阴性菌(G—)两大类。
1．革兰阳性细菌细胞壁的结构与化学组成
磷壁酸(teichoic
acid)又称为垣酸或菌壁酸。
2．革兰阴性细菌细胞壁的结构与化学组成
G+细菌和G-细菌细胞壁组成的比较
比较项目
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G+细菌
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G-细菌
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结构
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厚度(nm)
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20~80
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10~15
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层数
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多（可达50层）
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少（1~3层）
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肽聚糖结构
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90%亚单位交联，致密网状，交联度高
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35%亚单位交联，疏松网状，交联度低
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相邻多糖链连接方式
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肽桥连接
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直接连接
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组成
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肽聚糖（占细胞干重，%）
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50~80
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5~15
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磷壁酸
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有
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无
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脂多糖
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无
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有
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脂蛋白
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无
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有
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脂类含量
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少，1%~4%
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多，11%~22%
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对青霉素敏感性
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敏感
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不敏感
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3．革兰染色的原理
4．细胞壁的功能
5．L型细菌及溶菌酶和青霉素对细菌细胞壁的作用
L型细菌：细菌在某些环境条件下通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。1935年，因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名。
G＋细菌用溶菌酶酶解或青霉素诱导处理可破坏或抑制细菌细胞壁的合成，可获得无细菌细胞壁的部分称为原生质体(protoplast)。
G－细菌以溶菌酶和乙二胺四乙酸（EDTA）处理除去肽聚糖层和部分脂多糖，得到细胞壁部分缺陷的圆形结构，称为圆球体（spheroplast）
溶菌酶和青霉素对细胞壁的作用
(二)细胞膜（cell
membrane）
细胞膜，又称质膜（plasma
membrane）或内膜（inner
membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。
Singer的流动镶嵌学说。
细胞膜的生理功能
① 选择性地控制细胞内外地物质交流；
② 维持细胞内正常渗透压的屏障；
③ 合成细胞壁和胞外物质的基地；
④ 细胞产能的场所；
⑤ 鞭毛基体的着生部位和鞭毛运动的供能部位。
中介体
(mesosome)又称间体，细胞膜内陷折叠形成的管状或囊状结构。多见于G＋菌，和细菌的能量产生、DNA复制、细菌分裂有关。
(三)
细胞质(cytoplasm)
1．核糖体(ribosome)
原核细胞的核糖体直径20nm，沉降系数为70S，由50S大亚基和30S小亚基组成，为蛋白质合成场所。平均每个原核微生物细胞核糖体的数量约15000个。
真核微生物细胞的核糖体沉降系数为80S，由60S大亚基和40S
小亚基组成，平均每个细胞核糖体的数量约106～107个。
2.颗粒状内含物（inclusion
body）
(1)
异染(颗)粒(metachromatic
granules)，又称迂回体(volutin)，主要成分为多聚磷酸盐，是正磷酸通过酯键连接形成的线状多聚体，嗜碱性强，如用蓝色染科(甲苯胺蓝、美蓝)可染成紫红色，用特殊染色法可染成与细菌其它部位不同的颜色，故名异染(颗)粒。多聚磷酸盐可作为磷酸盐的储存体，在反应中可作为能量来源。
(2) 脂肪颗粒
由聚β-羟基丁酸(poly-β-hydroxybutyric
acid)组成，易被脂溶性染料如苏丹黑着色，是细菌碳源和能源性贮藏物。
（3）肝糖粒和淀粉粒
在真细菌中以糖原为多，糖原粒较小，不染色需用电镜观察，用碘液染成褐色，可在光学显微镜下看到。
有的细菌积累淀粉粒，用碘液染成深兰色。
（4）藻青素（cyanophycin）
一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。通常存在于蓝细菌中。
（5）硫粒（sulfur
globules）
很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如H2S，硫代硫酸盐等的氧化
（6）磁小体（megnetosome）
趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。
（7）羧酶体（carboxysome）
一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物其大小与噬菌体相仿，约10nm，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。
（8）气泡（gas
vocuoles）
许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，大小为0.2～1.0μm×75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。
（9）载色体（Chromatophore）
光合细菌进行光和作用的部位，相当于绿色植物的叶绿体。
(四)
核质(nuclear material)
原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核，称之为拟核（nucleoid）。
它实际上是与高等生物细胞核功能相似的核物质，故又称染色质体(chromatin
body)或细菌染色体(bacteria
chromosome)。
（五）质粒(plasmid)
质粒是细菌染色体外闭环双链的DNA分子。在很多细菌细胞质中，除染色体DNA外，还存在核外遗传物质——质粒，它们是一些较染色体小的DNA分子，可以脱离染色体而单独存在。
二、细菌的特殊结构
(一)荚膜(capsule)
包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（
